31 outubro 2011

OPA171-Q1: Amplificador operacional automotivo funcionando em 36 V

A Texas lançou um amplificador operacional qualificado para sistemas automotivos, funcionando com alimentação assimétrica de 2,7 a 36 V.




Este componente oferece um desempenho de alta precisão a um custo de componentes de baixo consumo de energia. Além do tradicional encapsulamento padrão da indústria, SOT-23, ele também será oferecido para aplicações qualificadas automotivas no encapsulamento SOT-553, que é 50% menor que os dispositivos disponíveis hoje, reduzindo a área de placa em módulos embarcados. 

Confira as características técnicas, solicite amostras ou obtenha mais  informações em  www.ti.com/opa171-q1-pr.

CPU de baixo consumo com uma GPU de nível discreto

A Tradecomp oferece ao mercado uma das soluções mais modernas e inovadoras para o mercado de eletrônica embutida (embedded).

A Tradecomp desenvolve e promove através de seus parceiros uma linha de produtos e soluções inovadoras com objetivo de facilitar o desenvolvimento de seu produto final e trazendo rapidamente as mais avançadas tecnologias disponíveis para o mercado embarcado, podendo inclusive customizar sistemas para atender de forma precisa as aplicações e segmentos propostos para tais produtos.

Tecnologia Fusion-Embedded G-Series lançada na ESC Brazil 2011

O processador AMD Embedded G-series é o primeiro circuito integrado do mundo a combinar uma CPU de baixo consumo com uma GPU de nível discreto em uma única APU embarcada (Accelerated Processing Unit). 
Este inédito nível de integração gráfica traz uma nova face para entrega de conteúdo multimídia de alto desempenho, em um formato pequeno e uma plataforma de energia eficiente para uma ampla gama de projetos embarcados. 

Baseado em um novíssimo "power-optimized core", um núcleo de rendimento extremamente alto, a plataforma AMD Embedded G-series entrega novos níveis de desempenho em um compactado pacote BGA que é ideal para projetos de baixo consumo em aplicações embarcadas como Digital Signage, x86 Set-Top-Box (xSTB), IP-TV, Thin Client, Information Kiosk, Point-of-Sale, e Casino Gaming. Veja mais aqui 

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26 outubro 2011

O que você precisa saber sobre Fator de Potência

O fator de potência é dado pela relação entre os quilowatts (kW) e os quilovolt-ampères (kVA) drenados por uma carga ligada a uma rede de corrente alternada, conforme mostra a figura 1.


Ora, dirá o leitor, W = V x A, o que significa que kW é o mesmo que kVA. Não é verdade, se num circuito de corrente alternada a tensão (V) e a corrente (A) estiverem defasadas. É justamente este defasamento que determina a eficiência de uma carga ao aproveitar a energia que lhe é fornecida. A carga ideal deve ser resistiva, ou seja, se comportar como um resistor puro, não havendo defasamento entre a corrente e a tensão. No entanto, na prática, as cargas se  comportam como indutores (como os motores) ou como capacitores, e aí temos os problemas.
A potência em kW mede a energia que realmente é consumida pela carga, enquanto que os kVA medem a potência aparente. A divisão de um valor por outro, que resulta sempre em um número igual ou menor a 1, nos dá o que denominamos fator de potência, conforme ilustra a figura 2.


Os valores baixos do fator de potência, são devidos normalmente a cargas que possuem bobinas, ou seja, altamente indutivas como, por exemplo, motores, transformadores, reatores, fontes chaveadas e muitos outros dispositivos elétricos e eletrônicos. Na maioria dos casos, um fator de potência pobre se deve a uma simples defasagem entre a corrente e a tensão. Todavia, existem casos em que esse fator baixo se deve a deformação das formas de onda causadas pela presença de harmônicas. No primeiro caso, a correção do problema é simples, uma vez que basta usar um banco de capacitores na maioria dos casos. Entretanto, para o segundo caso, a correção é mais complexa exigindo o uso de filtros de harmônicas que são caros, ou mesmo uma alteração no projeto do equipamento.

A correção do fator de potência
O caso mais comum de correção do fator de potência é o que se aplica quando se tem uma carga indutiva, por exemplo, um motor, observe a figura 3.

O que se faz é associar capacitores de modo a reduzir a componente indutiva da corrente no circuito e, com isso, reduzir as perdas na alimentação. Este procedimento normalmente não afeta a operação do motor. Um motor de indução comum drena uma corrente da fonte que tem duas componentes: uma indutiva e outra resistiva. A componente resistiva é formada pela corrente de carga e corrente de perda. Já a componente indutiva é formada pela corrente de fuga e a corrente de magnetização. Na figura 4 mostramos isso na forma de um gráfico.


A corrente devido à fuga de reatância depende da corrente total drenada pelo motor. No entanto, a corrente magnetizadora é independente da carga do motor. Essa corrente está tipicamente entre 20% e 60% da corrente do motor a plena carga. A corrente de magnetização tem por função estabelecer o fluxo no núcleo que determina as forças magnéticas que movimentam o motor, não contribuindo realmente para que o motor opere apropriadamente. Isso faz com que essas componentes não sejam consideradas como potência drenada pelo motor, contudo, elas afetam a potência dissipada no sistema de distribuição. Para corrigir um fator de potência baixo de modo a reduzir as perdas no sistema de distribuição, deve-se neutralizar uma parte da corrente de magnetização do motor. Geralmente, a correção deve ser feita para se levar esse fator a valores entre 0,92 e 0,95. A correção é feita adicionando-se capacitores em paralelo com o circuito do motor, ou ainda em paralelo com os circuitos de comutação no painel de distribuição. A corrente capacitiva é usada para corrigir a corrente indutiva, conforme exibe o gráfico da figura 4, aumentando assim o fator de potência. 
Os capacitores conectados aos starters são denominados “Capacitores de Correção do Fator de Potência Estáticos”, enquanto que capacitores ligados no quadro de distribuição e controlados de forma independente dos starters são denominados corretores “bulk”. Quando o motor é acionado, os capacitores são também alimentados, evitando-se assim a necessidade de qualquer dispositivo de monitoramento ou controle externo do fator de potência. Todavia, existe o problema de que, quando o motor é desligado, os capacitores permanecem ligados em paralelo com seus enrolamentos. Isso significa que a tensão gerada pelas bobinas quando o motor desacelera é aplicada aos capacitores, que então formam um circuito ressonante, veja a figura 5.

Se a reatância capacitiva e a reatância indutiva dos dois elementos desse circuito forem iguais quando ocorrer esse fenômeno, ou seja, houver ressonância, podem ser geradas tensões muito altas causando danos tanto aos capacitores como ao próprio motor. Isso quer dizer que a correção do fator de potência não deve levar o circuito a esse ponto crítico. A frequência de ressonância do motor deve estar abaixo da frequência da rede de energia. A correção estática é utilizada normalmente usando-se um contator para controlar tanto a tensão aplicada ao motor quanto aos capacitores, conforme ilustra a figura 6.


Na prática, é melhor usar dois contatores, um para o motor e outro para o banco de capacitores, observe a figura 7.


Dada a elevada corrente inicial do banco de capacitores, os contatores devem ser superdimensionados para esta aplicação. Com o uso deste recurso, o problema da ressonância quando o motor é desligado pode ser eliminado.

Inversores de frequência
Corretores estáticos do fator de potência nunca devem ser usados quando o motor é controlado por um inversor ou por um controle variável de velocidade. A conexão dos capacitores na saída de um circuito desse tipo pode causar danos ao circuito, dada a alta frequência de comutação em que eles operam. A corrente drenada dos inversores pelas cargas que alimentam tem geralmente um fator de potência pobre, principalmente quando a carga está num nível de operação de baixa potência. Mas, a vantagem disso é o isolamento da corrente do motor em relação à rede de energia. O fator de potência desses dispositivos é pobre, dada a forma de onda não senoidal que fornecem sobre cargas indutivas como são os motores. 
Na realidade, a colocação de capacitores de correção de fator de potência próximos da entrada de inversores também pode causar danos. Os capacitores tendem a produzir transientes que são amplificados, resultando em impulsos de alta tensão. Esses impulsos são aplicados à entrada dos circuitos do inversor, o que pode causar sua queima. Dado o armazenamento da energia nos capacitores, esses pulsos podem atingir intensidades elevadas. Recomenda-se que os capacitores sejam instalados antes dos inversores, mas em distâncias que sejam bem grandes (pelo menos 75 metros) de modo a elevar a impedância entre o inversor e o banco de capacitores.

Soft starters
Os bancos de capacitores de correção do fator de potência não devem ser conectados na saída de soft starters de estado sólido. Quando tal dispositivo é usado, os capacitores devem ser controlados por um contator separado, conforme ilustra a figura 8.


Os capacitores são conectados ao circuito somente após a tensão na saída do soft starter alcançar a tensão de linha. Muitos soft starters possuem saídas “top of ramp” (topo de rampa) ou “Bypass Contactor Control” (Controle de Contator Bypass) que podem ser empregados para ativar os capacitores de modo automático. 
Da mesma forma que no caso dos inversores, a conexão dos capacitores próximo da entrada dos soft starters não deve ser feita, caso um contato de isolamento não seja usado. Os transientes causados pelos capacitores também podem provocar danos pela sua amplificação e atuação sobre os circuitos do soft starter.

Conclusão
Muitos fabricantes de capacitores para correção de fator de potência fornecem elementos que permitem calcular quais devem ser os valores desses componentes para uma determinada aplicação. O importante é saber como usá-los corretamente e como eles podem causar problemas se forem indevidamente instalados.

* Matéria originalmente publicada na revista Saber Eletrônica; Ano: 47; N° 455; Set / Out – 2011

03 outubro 2011

INFORMATIVO ETER 2011

A ETER vivenciando um momento de revitalização dos seus valores fundantes, trazendo à tona a sua primordial importância e evidenciando, cada vez mais, o seu objetivo dentro da sociedade. Como causa, reflexo e confirmação deste momento, estão as inúmeras parcerias, convênios, doações e ações em prol desta Instituição, além da procura“recorde” dos mais de dois mil candidatos que disputaram as vagas oferecidas pelo Processo Seletivo 2012.1 realizado no último dia 28 de Agosto de 2011.

O apoio dos poderes públicos, dainiciativa privada e da sociedade como um todo, nos dá a certeza de que estamos no caminho certo. Deus abençoe a todos!

Pe. Tiago de Melo Correia, CSsR.
Diretor Geral

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CLPs e Sensores


Características básicas do CLP e dicas de montagem, calibragem e distribuição de aparelhagem em automatismos de pequena complexidade.

Eng.º Filipe Pereira

Automação no âmbito industrial

Existem duas formas básicas de realizar o Controle de Processos Industriais: o Controle em Malha Aberta e em Malha Fechada

Através dos sensores, o sistema de controle recebe a confirmação das ações desenvolvidas sobre o processo pelos atuadores.

Processos industriais
Os tipos de processos indutriais são:
• Contínuos: as matérias primas entram permanentemente no processo (início do processo) e saem de forma contínua no outro extremo, com o aspecto de produto acabado;
• Descontínuos: recebe na entrada uma determinada quantidade de peças, sobre as quais se realizam as operações neccessárias para se produzir um produto final.
• Discretos: o processo pode ser decomposto numa série de operações realizadas sequencialmente de forma que para se realizar uma determinada operação seja necesário que se tenham realizado corretamente as anteriores. Exemplo: Fabricação de uma peça. A partir de uma barra, corte uma peça com as dimensões estipuladas; transporte a peça para a base da máquina de furar; realize o 1º furo; realize o 2º furo; evacue a peça.



Controladores Sequenciais
Os controladores sequenciais podem ser:
• Assíncronos: A transição entre estados verifica-se no mesmo momento em que se produz uma variação nas variáveis de entrada;
• Síncronos: A transição para um determinado estado só se verifica em função das variáveis de entrada e da variável interna (associada ao estado anterior) sincronizadas por um sinal de relógio (clock) de frequência fixa.

Controlador Lógico Programável
Autômato programável ou controlador lógico programável (CLP) é todo o equipamento eletrônico capaz de controlar em tempo real, processos sequenciais em meios industriais.

Vantagens do CLP:
• Reduzidas dimensões;
• Grande fiabilidade;
• Facilidade de montagem;
• Possibilidade de se introduzirem modificações sem se mudar o cablado ou juntar outros aparelhos.


Desvantagens do CLP:
• O seu custo inicial;
• Necessidade de um técnico programador.


Estrutura externa
A estrutura externa pode ser:
• Compacta: O CLP apresenta num só bloco todos os seus elementos (fonte de alimentação, CPU, memórias, entradas/saídas, etc);
• Modular: O CLP divide-se em módulos que realizam funções específicas (fonte de alimentação, CPU, memórias, entradas/saídas, etc).


Estrutura interna
Com relação às entradas do CLP:
• Isentas de tensão (interruptores, fins de curso, contatos de relé);
• A corrente contínua ou a corrente alternada (detectores de proximidade, células fotoelétricas);
• Sinais digitais e analógico.

Com relação às saídas do CLP:
• Relé AC/DC para comutações não muito rápidas;
• Triac AC/DC para comutações muito rápidas;
• Transistor DC para cargas de baixo consumo, comutação rápida e elevado numero de operações);
• Sinais digitais e analógico.

Dispositivos de E/S
Dispositivos de entradas do CLP (captadores/sensores):
• Interruptores;
• Fins de curso;
• Células fotoelétricas;
• Detectores de proximidade.

Dispositivos de saída do CLP (atuadores):
• Contatores;
• Eletroválvulas;
• Motores;
• Lâmpadas.


Montagem e Cablagem de CLPs
Os CLPs, estão preparados para trabalharem em ambientes severos. Contudo, quando corretamente montados e instalados em locais favoráveis, otimiza-se a sua fiabilidade e vida útil.
A montagem do CLP é na vertical, figura 1 no entanto, também são possíveis, em algumas marcas/modelos, outras posições de montagem. Para informação detalhada, consultar os respectivos manuais.


A fixação do CLP pode ser efetuada através de:
• Platina ou painel com fixação por parafusos;
• Calha DIN com perfil simétrico (figura 1) sendo, neste caso, necessários dois batentes de bloqueio (figura 2) nas faces laterais do CLP (figura 3).






Distribuição da Aparelhagem
Em automatismos de pequena complexidade opta-se normalmente pela distribuição da aparelhagem, na base de fixação (platina), de acordo com a ordem dos aparelhos no circuito de potência (figura 4).




Exemplo:

L1 - L2 - L3 - N - PE
(Alimentação)

U1 - V1 - W1 - U2 - V2 - W2
(Ligação ao motor)

1-2-3
(Bornes do circuito de comando)
Cores dos Condutores
Alimentação 24 VDC
Linha + : vermelho
Linha – : preto

Alimentação 230 VAC*
Fase (L1): marron
Neutro (N): azul
Proteção (PE): verde/amarelo

Entradas do CLP (Inputs)
• Ligação de sensores passivos:
Linha + : vermelho
Linha – : preto
• Ligação de detectores com três fios:
Linha + : marron vermelho
Linha – : azul ou preto
Saída: preto branco

Saídas do CLP (Outputs)
24 VDC
Linha + : vermelho
Linha – : preto

230 VAC1
Fase (L1): marron
Neutro (N): azul

Circuitos trifásicos (400 VAC)*
Fases (L1, L2 e L3): marron, preto e cinzento
Neutro (N): azul
Proteção (PE): verde/amarelo

Ensaio da Montagem
Para o caso de automatismos de pequena complexidade, que se destinem a serem colocados num armário com todos os elementos aí cablados, o ensaio, tendo em atenção as normas de segurança aplicáveis, deve ser efetuado do seguinte modo:
1. Desligar os aparelhos que alimentam os vários circuitos:
• Circuito de potência: abrir seccionadores, desligar disjuntores-motor, fechar as alimentações pneumáticas e/ou hidráulicas, etc.
• Circuito das saídas: desligar o circuito de alimentação dos pré-atuadores;
• CLP: desligar o seu circuito de alimentação.
2. Verificar as regulações e as proteções dos aparelhos;
3. Ligar o cabo de alimentação do automatismo à rede elétrica e, após, estabelecer o fornecimento de energia;
4. Ligar o disjuntor da alimentação do CPL e verificar o seu funcionamento, atuando sobre os sensores. Proceder à afinação e regulação do programa;
5. Manter o circuito de potência desligado, ligar o circuito de alimentação das saídas do CLP e verificar o funcionamento dos pré-atuadores;
6. Ligar a alimentação do circuito de potência e proceder ao ensaio em carga do automatismo.
Para o caso de automatismos complexos, o ensaio deve ser feito recorrendo a simuladores que permitam verificar todas as situações de funcionamento.

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